Nghiên cứu nguy cơ phơi nhiễm PAHs của người lao động tại một số trạm trộn bê tông asphalt khu vực Miền Trung

MTXD - Nghiên cứu cho thấy người lao động ở các trạm trộn bê tông asphalt ở Miền Trung có nguy cơ mắc ung thư cao cần phải được cảnh báo.

I. Đặt vấn đề

Polycyclic aromatic hydrocarbons (viết tắt là PAHs) là những hydrocarbon thơm đa vòng giáp cạnh được cấu tạo từ một số nhân benzene (có ít nhất 2 vòng benzen trong phân tử) đính trực tiếp với nhau. Các hợp chất PAHs thường được hiểu là những hợp chất chỉ chứa hai loại nguyên tử là cacbon và hidro [7].

 mức độ ô nhiễm tại các trạm trộn bê tông ở mức đáng báo động

Trong không khí, gần 90% PAHs bám trên bụi PM10 nên chúng dễ đi vào và lắng đọng ở trong phổi[1].  Các PAHs thường gây hại khi tiếp xúc với nồng độ nhỏ trong một thời gian dài. Rất nhiều PAHs là những chất gây ung thư và gây đột biến gen. Ngoài ra, PAHs còn có thể gây tổn thương cho da, dịch cơ thể, sức đề kháng,… Khả năng ung thư của một PAHs có thể được biểu thị qua hệ số độc tương đương của nó (Toxic Equivalent Factor-TEF). Trong đó, hệ số độc tương đương biểu thị khả năng gây ung thư tương đối của 1 PAHs so với BaP. Những PAHs trong phân tử có 2 đến 3 vòng benzene thì khả năng gây ung thư và đột biến gen thường rất yếu. Chỉ những PAHs có 4 đến 5 vòng thơm trở lên mới bắt đầu xuất hiện khả năng đó. Tuy nhiên, hoạt tính ung thư thường chỉ tập trung vào các PAHs có 4, 5, 6 vòng thơm. Các PAHs có cấu trúc phân tử góc cạnh có hoạt tính ung thư nguy hiểm hơn cấu trúc thẳng, hoặc cấu trúc dày đặc [1].

Quá trình trộn bê tông nhựa nóng từ các nguyên liệu bitume, hắc ín & nhựa đường tại các trạm trộn bê tông asphalt là nguồn điển hình phát thải PAHs vào không khí. Trong các PAHs phát thải từ các trạm trộn bê tông asphalt thì benzo(a)pyrene (BaP) là chất điển hình nhất và gây tác hại đến người lao động lớn nhất, vì thế chúng tôi chọn BaP để nghiên cứu ảnh hưởng của PAHs đến người lao động vận hành ở các trạm trộn bê tông asphalt tiếp xúc với BaP như thế nào so với người không tiếp xúc (nhóm đối chứng), đồng thời xác định sự chuyển hóa của BaP trong cơ thể người lao động  để khẳng định sự tiếp xúc này đã ảnh hưởng đến sức khỏe của NLĐ ở các trạm trộn bê tông asphalt.

1-Hydoxypyrene (1-OHP) là 1 chất chuyển hóa của pyren trong nước tiểu, đã được đề xuất như một một chất chỉ thị sinh học cho sự tiếp xúc với PAHs. Pyren tồn tại phong phú trong các hợp chất PAHs. Hiện nay 1-hydroxypyrene trong nước tiểu là một chỉ số quan trọng được sử dụng rộng rãi trong đánh giá sự tiếp xúc với PAHs. Chất chỉ thị sinh học trong đánh giá sự tiếp xúc với PAHs trong môi trường y tế cho thấy 1-hydroxypyrene niệu là thông số phù hợp nhất để ước lượng sự tiếp xúc với PAHs [8], [9-15]. Pyren được chuyển hóa nhanh chóng và được đào thải khỏi cơ thể và 1-Hydroxypyrene là một chỉ số đáng tin cậy trong sự đánh giá tiếp xúc với PAHs

 Trong không khí, gần 90% PAHs bám trên bụi PM10 nên chúng dễ đi vào và lắng đọng ở trong phổi

II. Phương pháp nghiên cứu

Để đánh giá ảnh hưởng của PAHs đến NLĐ làm việc ở các trạm trộn bê tông asphalt (mùa mưa năm 2016 và mùa nắng 2017) chúng tôi tiến hành lấy mẫu không khí vùng làm việc của NLĐ phải tiếp xúc với bê tông asphalt (và nhóm đối chứng không tiếp xúc), và xác định nồng độ benzo(a)pyrene (BaP) trong vùng thở của NLĐ, nồng độ 1-Hydoxypyrene (1-OHP) trong nước tiểu của NLĐ, đang làm việc tại 10 trạm trộn bê tông asphalt ở khu vực Miền trung. Mỗi trạm 9 mẫu nghiên cứu (mỗi vị trí 3 mẫu ở 3 vị trí vận hành của người lao động: vị trí vận hành lò nhựa nóng asphalt, vị trí vận hành lò phối trộn, vị trí vận hành phểu rót bê tông thành phẩm lên xe). Đồng thời thực hiện việc nghiên cứu nhóm NLĐ đối chứng (không tiếp xúc với bê tông asphalt) để làm đối chứng.

- Mỗi trạm trộn bê tông asphalt thu 9 mẫu BaP: 3 mẫu x 10 trạm x 3 vị trí (vận hành lò nhựa nóng asphalt, vị trí vận hành lò phối trộn, vị trí vận hành phểu rót bê tông thành phẩm lên xe).

- Thời gian thu mẫu khí cá nhân: thu ở vùng thở của NLĐ  suốt 8 giờ/ca làm việc.

- Mỗi trạm trộn bê tông tươi hoặc văn phòng thu 3 mẫu đối chứng: 3 mẫu x 3 trạm.

Sau khi thu mẫu thu và xử lý mẫu chúng tôi phân tích BaP trên máy sắc ký khí khối phổ GC-MS  (Giới hạn phát hiện MDL: 0, 99 ng/m³; Độ lệch chuẩn tương đối RSD: 3%)

Để nghiên cứu 1-hydoxypyrene chúng tôi tiến hành thu mẫu nước tiểu của người lao động ở 10 đơn vị trạm trộn bê tông asphalt và thỏa mãn các các tiêu chí sau:

-  Người lao động đã vận hành lò trộn bêtông asphalt ít nhất 3 ngày liên tục trước khi thu mẫu (ngày tiếp theo đang làm việc).

-  Mẫu được thu vào 3 thời điểm sáng mới thức dậy, trưa trước khi ăn cơm và chiều trước khí ra về (mỗi lần 20 -25 ml).

-  Lọ thu mẫu polyethylene được chuẩn bị trước và NLĐ tự thu vào buổi sáng mới thức dậy và mang đến cho nhân viên nghiên cứu bảo quản ngay, buổi trưa và buổi chiều được thu tại nơi làm việc và nhân viên nghiên cứu trộn chung với mẫu buổi sáng và tiến hành bảo quản mẫu theo qui định (bảo quản ở -20⁰C  - lưu mẫu tối đa 5 -7 ngày).

- Mỗi trạm trộn bê tông asphalt thu 9 mẫu nước tiểu: 3 mẫu x 3 vị trí (vận hành lò nhựa nóng asphalt, vị trí vận hành lò phối trộn, vị trí vận hành phểu rót bê tông thành phẩm lên xe.

- Mỗi trạm trộn bê tông tươi hoặc văn phòng trạm thu 3 mẫu nước tiểu của 3 người không  tiếp xúc với bê tông asphal.

Sau đó phân tích 1-OPH bằng sắc ký lỏng cao áp (HPLC-High Pressure Liquid hromatography). (Giới hạn phát hiện LOD: 0,1 ng/ml; Độ lệch chuẩn tương đối RSD: 4,12%)

Sau khi có kết quả khảo sát BaP tại vị trí làm việc của  NLĐ chúng tôi tiến hành đánh giá nguy cơ gia tăng ung thư trong cuộc đời (Incremental lifetime cancer risk-ILCR) được tính dựa trên phương trình dưới đây [4],[6]:

Nguy cơ gia tăng ung thư do hít thở qua đường hô hấp:

Nguy cơ gia ung thư tăng do tiếp xúc qua da:

Carcinogenic Risk :    CR= ILCR_inhal + ILCR_dermal

Trong đó, ILCR là nguy cơ gia tăng ung thư trong cuộc đời, CS là nồng độ BaP. CSF là hệ số dốc gây ung thư (mg kg^-1 ngày^-1), BW là khối lượng cơ thể (kg), AT là tuổi thọ trung bình (năm), EF là tần suất tiếp xúc (ngày năm^-1), ED là thời gian tiếp xúc (năm), IR_Inhalation là tốc độ hít vào (m³ /ngày), SA là diện tích tiếp xúc bề mặt da (cm²), AF là hệ số dính vào da (mg/cm² h), ABS là phần hấp thụ qua da và PEF hệ số phát thải hạt (m³ kg^-1). Tất cả các thông số được sử dụng trong các mô hình này cho trẻ em (6 tuổi) và người lớn (24 tuổi), dựa trên Hướng dẫn Đánh giá Rủi ro của US EPA và các xuất bản liên quan. Các thông số được trình bày trong Bảng 1:

III.  Kết quả nghiên cứu và bàn luận

3.1. Kết quả nghiên cứu

Bảng 2: Kết quả khảo sát BaP của mẫu khí cá nhân thu tại vùng thở của NLĐ ở các trạm asphalt vào mùa mưa (2016) và mùa nắng  (2017)

[1], [2],…,[10]  :  Các trạm trộn bê tông asphalt

Bảng 3 :  Kết quả khảo sát BaP của mẫu khí cá nhân thu tại vùng thở của NLĐ đối chứng không tiếp xúc với với bê tông asphalt vào 2 mùa mưa (2016) nắng  (2017)

-  [NLĐ1] , [NLĐ2] ,., [NLĐ9]: Người lao động đối chứng
 

 -  Thời gian thu mẫu khí cá nhân: thu ở vùng thở của NLĐ đối chứng  suốt 8 giờ/ca làm việc

Bảng 4: Kết quả khảo sát 1-OPH trong nước tiểu NLĐ vận hành trạm trộn bê tông asphalt, tiếp xúc với BaP vào mùa mưa  (2016) và mùa nắng năm 2017

[1], [2],…,[10]  :  Các trạm trộn bê tông asphalt

Bảng 5: Kết quả khảo sát 1-OPH trong nước tiểu ở NLĐ đối chứng không tiếp xúc với bê tông asphalt, mùa mưa  (2016) và mùa nắng (2017)

-  KPH : không phát hiện
 

-  [NLĐ1] , [NLĐ2] ,., [NLĐ9] : Người lao động đối chứng

3.2. Bàn luận

Cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ (US Environmental Protect Agency _EPA) đưa ra mức phơi nhiễm an toàn của PAHs  là 0,03 mg pyrene/kg cơ thể người. Tiêu chuẩn 3733/2002/QĐ-BYT của Bộ Y tế đưa ra nồng độ tối đa cho phép BaP trong môi trường lao động là 100 ng/m³.

Qua khảo sát 10 trạm trộn bê tông asphalt điển hình ở Miền Trung vào hai mùa  mưa (2016) và nắng (2017) có công suất từ 80m³/giờ đến 160 m³/giờ chúng ta thấy nồng độ tiếp xúc cá nhân của NLĐ với PAHs vào mùa mưa là rất cao 100 số mẫu vượt ngưỡng cho phép trong môi trường lao động từ 1,33 đến 1,58 lần mức cho phép.  Còn vào mùa nắng do nhiệt độ không khí tăng cao làm cho BaP phát tán mạnh không bị quẩn trong vùng làm việc  nên nồng độ tiếp xúc của người lao động có giá trị thấp hơn 30% số mẫu khảo sát vượt mức cho phép từ 1,01 đến 1,22 lần mức cho phép. Điều nầy sẽ ảnh hưởng lớn đến sức khỏe người lao động trực tiếp tham gia sản xuất bê tông asphalt. Người lao động sẽ hít không khí ô nhiễm Benzo(a)pyrene có thể gây ra kích ứng da, kích ứng đường hô hấp, ăn hoặc uống thực phẩm hay nước chứa chất này có thể tổn thương hệ sinh dục và có thể gây ung thư.

Dựa theo phương trình (a) và (b), ta có thể ước lượng mức độ phơi nhiễm BaP qua con đường hít thở và tiếp xúc qua da trung bình của 2 mùa mưa và nắng như trong Bảng 6:

Từ Bảng 6 ta có thể thấy rằng rủi ro phơi nhiễm PAHs qua đường tiếp xúc da lớn hơn rất nhiều lần so với đường hít thở (gấp 1000 lần). Vì vậy, phơi nhiễm qua đường hít thở là không đáng kể so với con đường phơi nhiễm tiếp xúc qua da. Giá trị ILCR ≤ 10^-6 là an toàn, ILCR >10^-4 chỉ ra rằng có nguy cơ phơi nhiễm cao, ILCR nằm trong khoảng 10^-6 đến 10^-4 là mức phơi nhiễm có khả năng gây ung thư [7]. Giá trị ILCR của chúng tôi thu được thu được khoảng 1,8x10^-4 (mùa mưa) và 1,28 x 10^-4 cho thấy cho thấy rằng phát thải BaP tại các trạm trộn bê tông có khả năng gây ung thư.

Nghiên cứu đánh giá nguy cơ sức khỏe của những người tiếp xúc với PAHs trong không khí của Sandro Fhoerner và các cộng sự [5], cho thấy công nhân làm việc gần các con đường tại Curitiba-Brazil, có ILCRinhal cỡ khoảng 10^-9.  Điều này cho thấy rằng việc hít phải các PAHs trong không khí giao thông tại các con đường ở Curitiba-Brazil nằm ở mức an toàn. Nghiên cứu của Manash Gope và các cộng sự [3], rủi ro ung thư (CR) nằm trong khoảng 10^-5 đến 10^-6, ở mức có khả năng gây ung thư. Nghiên cứu của Chúng tôi cho thấy ở các trạm trộn bê tông asphalt ở Miền Trung, người lao động có nguy cơ mắc ung thư cao, cần phải được cảnh báo.

Kết quả phân tích 1-OPH trong mẫu niệu của NLĐ ở ba bộ phận vận hành lò nhựa nóng, vận hành lò phối trộn, vận hành phễu rót nhựa thành phẩm lên xe đều có các giá trị trung bình, max và min tương đương nhau, lần lượt nằm trong khoảng giá trị là 0,7ng/ml; 0,8ng/ml và 0,4ng/ml (mùa mưa _ 2016), và  0,4ng/ml; 0,6ng/ml và 0,2ng/ml (mùa nắng).  Qua các kết quả phân tích có thấy trong tất cả các mẫu niệu của NLĐ làm việc tại các vị trí tiếp xúc với bê tông nhựa nóng cho dù mùa mưa (2016) hay mùa nắng (năm 2017) đều có xuất hiện 1-OPH trong nước tiểu của NLĐ. Điều này chứng tỏ có sự chuyển hóa sinh học từ benzo(a)pyrene thành 1-OPH ở những người lao động làm việc tại các vị trí này. Đây cũng chính là các vị trí mà NLĐ có mức tiếp xúc cao với các PAHs, đặc biệt là benzo(a)pyrene.

Kết quả xét nghiệm 1-OPH trong niệu của người lao động (đối chứng) tiếp xúc với bê tông tươi (hoặc không tiếp xúc với bê tông asphalt) cho thấy giá trị trung bình của 1-OPH tại các trạm vào mùa mưa (0,22ng/ml; 0,29ng/ml; 0,27ng/ml ; giá trị trung bình chung của người đối chứng là 0,26 ng/ml.) mùa nắng (0,10ng/ml; 0,16 ng/ml; 0,07ng/ml; giá trị trung bình chung của người đối chứng là 0,11ng/ml. ) Điều này cho thấy người lao động tại trạm trộn bê tông vẫn có tiếp xúc với khí Hydrocarbon thơm đa vòng  từ môi trường xung quanh nhưng ở mức độ nhỏ hơn nhiều so với người tiếp xúc với PAHs từ bê tông asphalt.

Với kết quả nghiên cứu thu dược cho chúng ta thấy rằng kết quả phân tích 1-OPH trong nước tiểu người lao động vào mùa nắng năm 2017 so với mùa mưa năm 2016, có sự thay đổi thấp hơn, điều này phù hợp với biến đổi giảm của nồng độ tiếp xúc BaP dẫn đến kết quả 1-OPH trong nước tiểu của người lao động cũng giảm theo. Kết quả này cho thấy nồng độ tiếp xúc cá nhân với BaP trong không khí càng cao thì sự chuyển hóa sinh học 1-OPH trong nước tiểu của người lao động càng nhiều

Hiện chưa có quy định cụ thể giá trị 1-OPH trong nước tiểu của con người. Sự có mặt của 1-OPH trong nước tiểu của người lao động tiếp xúc với bê tông nóng ở các trạm trộn bê tông asphalt lớn hơn rất nhiều so với người lao động không tiếp xúc.

IV. Kết luận và kiến nghị

Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ tiếp xúc cá nhân của người lao động với Benzo(a)pyrene vào mùa mưa là rất cao: 100% số mẫu vượt ngưỡng cho phép trong môi trường lao động từ 1,33 đến 1,58 lần mức cho phép.Còn vào mùa nắng do nhiệt độ không khí tăng cao làm cho BaP phát tán mạnh, không bị quẩn trong vùng làm việc,nên nồng độ tiếp xúc của người lao động có giá trị thấp hơn. 30% số mẫu khảo sát vượt mức cho phép từ 1,01 đến 1,22 lần mức cho phép.

Các hydro carbon thơm trong bê tông asphalt đã nhiễm vào cơ thể và chuyển hóa thành 1-OPH trong nước tiểu của người lao động tiếp xúc với PAHs ở các trạm trộn bê tông asphalt ở Miền Trung cao gấp 2,5 đến 6 lần NLĐ không tiếp xúc với bê tông asphalt.

Nghiên cứu của Chúng tôi cho thấy người lao động ở các trạm trộn bê tông asphalt ở Miền Trung có nguy cơ mắc ung thư cao cần phải được cảnh báo.

Tình hình ô nhiễm BaP ở các trạm trộn bê tông asphalt hiện nay cho thấy các cơ quan quản lý môi trường cần phải có các biện pháp xử lí phù hợp, đồng thời phải khẩn trương xây dựng các tiêu chuẩn về PAHs trong không khí nơi làm việc, không khí khu vực xung quanh.

ThS.  LÊ VĂN KHOA

Phân viện KH An toàn VSLĐ & BVMT Miền Trung

Tài liệu tham khảo

[1]. Nghiêm Trung Dũng (2006), Bài giảng kỹ thuật xử lý ô nhiễm khí, viện khoa học và công nghệ môi trường, trường đại học bách khoa Hà nội.

[2]. International Program on Chemical Safety (2004) Concise International Chemical Assessment Document 59: Asphalt (Bitumen), World Health Organization Geneva, Switzerland.

[3]. Luo D., Yu Q., Yin H., Feng. Y (2007), “Humic acid-bonded silica as a novel sorbent for solid-phase extraction of benzo[a]pyrene in edible oils”, Analytical Chimica. Acta., Vol.588(2), pp.261-267.      

[4]. NeffJ.M (1995), “polycyclic aromatic hydrocarbons”, Fund of qua. toxic.

[5]. Safety and Environmental Asurance Center (2003), PAHs: An Ecotoxicological Perpective, Sharnbrool, Bedford, UK

[6]. Wang Z.S., Duan X.L., Liu P., Nie J., Huang N., Zhang J.L (2009), “Human exposure factors of Chinese people in environmental health risk assessment”, Res. Environ. Sci., Vol.22, 1164–1170. (In Chinese).  

[7]. Wang Z., Li S.Q., Chen X.M., Lin C.Y. (2008), “Estimates of the exposed dermal surface area of Chinese in view of human health risk assessment”, J. Saf. Environ, Vol.8, 152–156. 

[8]. Jongeneelen F.J., 2001, “Benchmark Guideline for Urinary 1-Hydroxypyrene as Biomarker of Occupational Exposure to Polycyclic Aromatic Hydrocarbons”, The Annals of Occupational Hygiene, 45(1), pp. 3-13.

[9]. 1-Hydroxypyrene in urine by Fluorimetry, 2010, Eureka – Lab Division.

[10]. Burgaz S., Borm P.J., Jongeneelen F.J., 1992, “Evaluation of urinary excretion of 1-hydroxypyrene and thioethers in workers exposed to bitumen fumes”, International Archives of Occupational and Environmental Health, 63(6), pp. 397-401.

[11]. Jongeneelen F.J., 1997, “Methods for routine biological monitoring of carcinogenic PAH-mixtures, Science of the Total Environment”, 199 (1-2), pp. 141-149.

(Tạp chí HĐKHCN An toàn - Sức khỏe và Môi trường lao động số 1,2&3/2019)

(Nguồn tin: Vnniosh.vn)